In Anlehnung an die Definition der Gesellschaft für Informatik (GI) ist Informatik

die Wissenschaft, die sich mit der systematischen und automatisierten Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Daten unter besonderer Berücksichtigung von grundsätzlichen Möglichkeiten, gesellschaftlichen Auswirkungen, Hardware und Software befasst.

Die derzeitigen Informatiklehrer sind:

  • Ulrich Borghoff
  • Dr. Jörg Schulte

Unsere Computerräume

Computerräume am Gymnasium Wilnsdorf

Unsere Schule verfügt neben dem Fachraum Mathematik über zwei weitere Computerräume. Die insgesamt 45 Geräte sind durch ein Netzwerk miteinander verbunden. Mit Hilfe zweier Server (Novel 6 und Linux) können alle Computer auf die gleichen Programme, Daten und das Internet zugreifen.

So kann besonders flexibel gearbeitet werden. Ein Raum- oder Rechnerwechsel ist kein Problem, da die Benutzer überall ihre Programme und Daten wiederfinden und so in ihrer gewohnte Computerumgebung arbeiten können.

Computerraum I (B113)

Im Jahr 2005 wurde dieser Raum mit neuen Computern bestückt. Er verfügt über folgende Hardware:

  • 15 x AMD 3GHz Rechner
  • 15 x 17 Zoll Monitore
  • 2 x Laserdrucker (sw)
  • 1 x Farblaserdrucker
  • 1 x Scanner
  • 1 x Beamer

In den Sommerferien 2007 wurde das Betriebssystem „Windows XP“ installiert. Neben den Programmen der Schule verfügt dieser Raum auch über eine pädagogische Software, die es ermöglicht Bildschirminhalte an einen oder mehrere Rechner weiterzuleiten, Rechner zu überwachen und fernzusteuern sowie einen oder mehrere Rechner zu sperren. Sinnvoll eingesetzt kann diese Software den Unterricht erleichtern.

Computerraum II (B114)

Dieser Raum wurde im Januar 2009 mit neuen Rechnern versehen. Damit verfügt dieser Raum über die neueste Hardwareausstattung:

  • 15 x Fujitsu Siemens Esprimo 3 GHz Rechner
  • 15 x 19 Zoll TFT Monitore
  • 2 x Laserdrucker
  • 1 x Farbtintenstrahldrucker
  • 1 x Scanner
  • 1 x Beamer

Die Rechner arbeiten mit dem „Windows Vista“ Betriebssystem. Auch in diesem Raum ist die oben beschriebene pädagogische Software verfügbar.

Inhalte Sekundarstufe I

Informatik unter Berücksichtigung besonderer mathematischer und naturwissenschaft­licher Aspekte

Informationstechno­logische Prozesse gewinnen in der heutigen Gesellschaft zuneh­mend an Bedeu­tung, so dass die Informatik inzwischen fast alle Lebensbereiche er­heblich beeinflusst. Niemand kann sich dem Einfluss der Informations  und Kommu­nikationstechnologien entziehen. Auch wer sich nicht aktiv mit Computersys­temen be­schäftigt, gehört zumindest zur Gruppe der Betroffenen. Aus diesem Grun­de ste­hen im Mittelpunkt des zweijährigen Informatikunterrichts die Rolle des Men­schen im Zusam­menhang mit Gestaltung und Nutzung informations  und kommunikationstech­nologischer Sys­teme und die be­sondere Funktion des Compu­ters als Werkzeug zur Informa­tionsverarbeitung. Ziel des Unterrichts soll es sein, bei den Schülerinnen und Schülern ein fachliches Grundverständnis für die neuen Tech­nologien zu ver­mitteln und eine kri­tische Auseinandersetzung mit ihnen und ihren Auswir­kungen auf Indivi­duum und Ge­sellschaft zu ermöglichen. Bedingt durch die in­haltlichen Schwerpunkte des Faches In­formatik und durch die Wahl der Unterrichts­themen bietet sich eine Zu­sammenarbeit mit den Fächern Mathematik, Chemie, Bio­logie, Physik oder Tech­nik an. Der Kurs bie­tet Schülerinnen und Schülern die Mög­lichkeit, neue, interessan­te und sicherlich auch wichtige Aspekte der Kommunikati­onsgesellschaft kennen zu lernen und ermöglicht so einen Einstieg in den Umgang mit dem PC.

Jahrgangsstufe 8

In dem ersten Jahr stehen zunächst die effiziente Nutzung von Büroanwendungen und dem Internet im Mittelpunkt. Bereit in beiden Teilen werden dabei auch Grundla­gen aus dem Bereich der Programmierung gelegt.

  • Betriebssysteme und Büroanwendungen

Zu Beginn des Kurses werden wesentliche Teile des Betriebssysteme MS Wind­ows erläu­tert und mit diesen gearbeitet (Verzeichnisse erstellen, kopieren, lö­schen, si­chern usw.).

Im folgenden erhalten die Schülerinnen und Schüler die Kompetenz moderne Bü­roprogramme (z.B. MS-Office, Star Office, Open-Office) effizient zu nutzen.

Im Bereich der Textverarbeitung werden ausgehend von kleineren Texten (etwa Le­benslauf, Bewerbungsschreiben) auch anspruchsvolle, komplexe Aufgaben, wie For­matierungen, Absatzvorlagen, automatische Nummerierung und Inhaltsver­zeichnisse für umfangreichere Dokumente (z.B. Projekt- oder Facharbeit) gelöst.

Bei der Besprechung von Datenbanksystemen wird das Erfassen und Verarbeiten von Daten be­trachtet, die in der Vergangenheit meist mit Karteikarten verwaltet wur­den. Neben der Erstellung von Serienbriefen wird an dieser Stelle der bei Per­sonendaten sehr wichtige Aspekt der Datensicherheit und des Datenschutzes the­matisiert.

Umfangreiche kaufmännische Berechnungen werden schon seit Jahren mit so ge­nannten Tabellenkal­kulationen erledigt. Dabei werden aufwendige, komplexe Rech­nungen anhand von zu programmierenden Formeln automatisch vom Com­puter durchgeführt. Auch die übersichtliche graphische Darstellung (Balken, Strei­fen, Ku­chen, usw.) ist ein wichtiger Bestandteil dieses Bereiches. Als Gegenstän­de bieten sich hier u.a. Zinsrechnungen, Funktionsuntersuchungen, Auswertun­gen von Umfra­gen und Experimenten sowie Finanzplanungen an.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Büroprogramme sind die Präsentationsmög­lichkeiten. Hier erlangen die Schülerinnen und Schüler die Fähigkeit Vorträge und Referate interessant und modern zu gestalten.

  • Internet – Effiziente Nutzung und Entwicklung eigener Seiten

Das Internet hat in den letzten Jahren einen bedeutenden Stellenwert in der Infor­mationsbeschaffung erlangt. Im Unterricht erlernen die Schülerinnen und Schü­ler nun den sinnvollen Umgang mit diesem Medium. Dabei geht es um die Informati­onsbeschaffung in fachspezifischen aber auch fächerübergreifenden Fragestellun­gen. Besonders wichtig sind auch mögliche Gefahren beim Umgang mit dem In­ternet (Viren, Trojaner etc.) und deren Begegnung. Bei der Behandlung der Historie und des Aufbaus des Inter­nets erwerben die Schülerinnen und Schüler Kenntnisse über Grund­strukturen von loka­len und globa­len Netzwerken. Dabei werden auch die Aspekte Datensicherheit und Datenschutz thematisiert.

Weiterhin geht es um das Herstellen eigener Internetseiten. Dabei wird heute u.a. die Programmiersprache HTML verwendet. Aufgrund ihrer einfachen Struktur ist die­se auch für den Einstieg in die Programmiertechnik gut geeignet. Erfahrungs­gemäß ist die Motivation bei diesem aktuellen Thema sehr hoch.

Rechtlich stellt das Einstellen eines Inhalts in das Internet eine Veröffentlichung dar. Hier sind einige Gesetze zu beachten. Die Schülerinnen und Schüler erhalten in diesem Zusammenhang wichtige juristische Kompetenzen für die Nutzung und Veröffentlichung von Informationen im Internet.

  • Programmierung

Im Anschluss bietet es sich an die Möglichkeiten von HTML durch die Program­miersprache „Java-Script“ zu erweitern und so die eigenen Internetseiten noch in­teraktiver zu gestalten. Alternativ können auch die Grundstrukturen einer anderen Program­miersprache (z.B. „LOGO“, „Revolution“, „Metacard“) erlernt werden. In diesem Zusammenhang lernen die Schülerinnen und Schüler grundlegende Datenstrukturen und einfache Algorithmen kennen.

Jahrgangsstufe 9

Während die oben erwähnten Unterrichtsreihen sicherlich nicht ganz in der Jahr­gangsstufe 9, sondern erst zu Be­ginn der 10 abgeschlossen werden kann, steht im Mittelpunkt der Jahrgangs­stufe 10 die Simu­lation und eher technische Aspekte der Informatik.

  • Simulation dynamischer Systeme

Die Simulation ist eines der wichtigsten Ein­satzgebiete des Computers. Sie wird meist zur Untersu­chung von Abläufen eingesetzt, die man in Wirklichkeit aus Zeit , Kosten , Gefahren  oder an­deren Gründen nicht durchführen kann. Zunächst wer­den Wachstums- und Zerfallsvorgänge in ihren Grundstrukturen erarbeitet. Nun kann im Unterricht der zu simulierende Vorgang analysiert und ein geeignetes Si­mulationsmodell entwickelt werden. Dabei können für die Schülerinnen und Schü­ler interes­sante Bereiche wie Bevölkerungsentwicklung, Abbau von Drogenwirk­stoffen, Kapital­pläne und Krankheitsverläufe betrachten. Außerdem können ent­sprechende Pro­gramme aus dem marktwirtschaftlichen und technischen Be­reich angewendet werden (z.B. Versorgung einer Region mit elek­trischer Energie durch ver­schiedene Kraftwerke, Stromerzeugung mit Solarzellen).

  • Aufbau und Arbeitsweise einer Datenverarbeitungsanlage

Im diesem Bereich soll die grundsätzliche Funktionsweise eines Computers aufge­deckt werden.

In diesem Zusammenhang wird das Dual  und das Hexadezimalsys­tem wieder­holt sowie grundlegende Begriffe wie ASCII Code, Bits und Bytes erklärt.

Im weiteren Verlauf kann dann der Aufbau und die Komponenten eines Compu­ters sowie die Funkti­onsweise elementarer logischer Schaltungen behan­delt wer­den (UND/ODER Verknüpfun­gen, Negationen, Gatter, Flipflops). Dabei können etwa so grundsätzliche Fragen, wie ein Computer Daten speichert oder wie er rechnet, beantwortet werden.

  • Prozessdatenverabeitung

Bei der Prozessdatenverarbeitung geht es vor allem um das Messen, Steuern und Re­geln bei techni­schen Prozessen.

Hier lernen die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit Interfaces, mit Senso­ren und Aktoren kennen. Sie entwickeln Algorithmen zur Steuerung von Funkti­onsmodellen und wer­den sich mit gesellschaftlichen Aus­wirkungen be­schäftigen. Die unterrichtliche Behandlung kann z.B. an einer ampelgesteuerten Straßenkreu­zung an ei­nem Parkhaus und seiner Zugangsregelung und/oder an ei­ner Roboter­steuerung erfolgen.

Diese Beschreibung bietet viele Themen an. Je nach Interessenlage und Schwer­punktsetzung können auch alternativ andere oder weitere Themen (etwa Verschlüs­selung, Umfrageauswertung, …) behandelt werden.

Beurteilung:

  • 4 Kursarbeiten pro Schuljahr (ein- bis zweistündig),
    pro Halbjahr kann eine Kursarbeit durch eine andere schriftliche Ar­beit (Projekt­arbeit) ersetzt werden

  • Beiträge im Unterricht und Arbeit am Rechner

  • Vortrag von Hausaufgaben
  • Mitarbeit bei Schülerexperimenten

  • Entwicklung kleinerer Programme

  • Vorträge zu ausgewählten Themenstellungen

  • Projektarbeit in den oben aufgeführten Gebieten

Inhalte Sekundarstufe II

Informatik in der Sekundarstufe II

In der Informatik der Sekundarstufe II werden Aufgaben aus verschiedenen techni­schen und gesellschaftlichen Bereichen mit Hilfe des Computers gelöst. Dazu sollen im Unter­richt geeignete Programme von den Schülerinnen und Schülern entwickelt werden. Es geht hier nicht nur um die eigentliche Programmierung, denn zuvor sind umfangreiche Analyse- und Planungsschritte erforderlich.
Außerdem soll die Blackbox „Computer“ exemplarisch geöffnet werden, um Aufbau, Struk­tur und Funktionsweise verständlich zu machen.´

Umgesetzt werden diese Ziele mit Hilfe eines sehr modernen und zukunftsorientier­ten An­satzes, der so genannten Objektorientierung.

Es sind keine besonderen Vorkenntnisse notwendig, wohl aber die Bereitschaft neue We­ge des Denkens einzuschlagen sowie fachspezifische Methoden und Begriffe un­ter Anleitung zu erlernen.

Einführungsphase

Zur Erleichterung des Einstiegs in die Welt der Informatik beschäftigen sich die Schüle­rinnen und Schüler zunächst mit einer unter pädagogischen Gesichtspunkten optimierten Klassenbiblio­thek (z.B. „Stifte und Mäuse“). Diese enthält Bausteine (so genannte „Klas­sen“) eines objektorientierten Programms. Anfangs lernen die Schülerinnen und Schüler diese Klassen mit Hilfe geeigneter Dokumentationen kennen und verwenden sie in ihren ersten eigenen Programmen.

Hierbei wird deutlich, dass ein Programm auch Strukturen, die den Ablauf steuern, benö­tigt. Dazu sind verschiedene Kontrollstrukturen (Schleifen, Fallunterscheidungen) erfor­derlich. Neben deren Verwendung ist auch eine sorgfältige Dokumentation, etwa in Form von Struktogrammen, ein wichtiger Gegenstand des Unterrichts.

Zentraler Aspekt des Einführungsphase ist die Entwicklung eigener Klassen. Neben der gewissenhaften Planung, Dokumentation und Programmierung sind auch Verknüpfun­gen der Klassen untereinander besonders wichtig. Dazu verwenden die Schülerinnen und Schüler verschiedene Klassenstrukturen (Verer­bung, Komposition und die gerichtete As­soziation). Diese Strukturen werden auch in Form von UML-Diagrammen bildlich und übersichtlich dargestellt. Die Lernenden erkennen hier, dass ein komplexes System in überschaubare Bereiche aufgeteilt werden kann. Einzelne bereits entwickelte Bausteine können dabei auch für spätere Projekte wiederverwendet werden.

Im weiteren Ver­lauf erler­nen die Schülerinnen und Schüler Grundprinzipien moder­ner Betriebssysteme und ihre Ereignisstruktur. Die Verwendung einer geeig­neten Program­miersprache (wie et­wa Delphi) unterstützt diesen Prozess und erlaubt die Ent­wicklung entsprechen­der Pro­gramme.

Bei der erfolgreichen Durchführung dieser Projekte sind die Schülerinnen und Schü­ler am Ende der Einführungsphase in der Lage, kleinere Programme selbstständig zu entwi­ckeln.

Qualifikationsphase

In der Qualifikationsphase können die Schülerinnen und Schüler die Techniken aus der Einführungsphase vertiefen und in vielen neuen Bereichen anwenden. Im Laufe der Zeit entsteht so ein recht vollständiges Bild des Fachs Informatik. Dazu wird, wie bereits in der vorangegangenen Phase, projektartig gearbeitet. Dabei können folgende teilweise klassische, teilweise auch sehr moderne Bereiche erfasst werden:

  • Algorithmen und Datenstrukturen

    Dieser sehr grundlegende Bereich beschäftigt sich mit der effizienten Speicherung und Verarbeitung von Informationen. Dazu wer­den ge­eignete Datenstrukturen, wie etwa Schlan­ge (bekannt aus dem Wartezimmer), Sta­pel (Bsp. Ab­stellgleisproblem) oder einer linearen Li­ste (etwa beim Gedächtnis eines lernen­den Computers) auf verschiedene Weise betrachtet. Neben der Speicherungsaspekten geht es insbe­sondere auch um den effizienten Umgang mit den Daten. Hier lernen die Schülerin­nen und Schüler geeignete Algorithmenklassen (etwa das Suchen und Sortieren am Beispiel von Wettkampfergebnissen) kennen. Der Vergleich verschiedener Ide­en in Bezug auf Laufzeit und Speicherbedarf macht hier sowohl Möglichkeiten, aber auch Grenzen einzelner Algorithmen und Datenstrukturen deutlich.
  • Netzwerkprogrammierung 

    Die Vernetzung von Computern hat im Zeitalter des Internets deutlich an Bedeu­tung gewonnen. Neben wichtigen theoretischen Hintergründen (etwa dem TCP/IP Schichtenmodell) befassen sich die Lernenden auch mit der Entwicklung eigener Netzwerkprogramme (etwa einem eMail- oder Chat-Programm). Dabei sind so ge­nannte „Netzwerkprotokolle“, an das sich alle beteiligten Programmteile halten müssen, ausgesprochen wichtig.

  • Aufbau und Arbeitsweise eines von-Neumann-Rechners 

    Ein moderner Computer arbeitet meist nach einem von dem Computerpionier John von Neumann entwickelten Architektur. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit diesen Grundlagen und elementaren Programmierprinzipien im Bereich der Ma­schinensprache. Mit Hilfe des Computers können die hier entwickelten Programme selbstverständlich auch praktisch überprüft werden.

  • Compilerbau 

    Ein Computer wird heute in einer modernen Hochspra­che programmiert, versteht selbst aber nur die recht begrenzte Maschinensprache. Ein Computerprogramm namens „Compiler“ arbeitet hier als Dolmetscher. Die Schülerinnen und Schüler er­arbeiten einige Grundprinzipien der maschinellen Übersetzung und entwickeln selbst einen eigenen kleinen Compiler.

  • Ausgewählte Aspekte der theoretischen Informatik 

    In diesem Bereich werden Sprachmodelle und deren Möglichkeiten teilweise auch mit Hilfe von mathematischen Methoden untersucht. Hauptaugenmerk wird auf die endlichen Automaten und formalen Sprachen gelegt. Im Unterricht werden geeig­nete Simulationsprogramme verwendet, so dass die theoretischen Inhalte auch praktisch und anschaulich umgesetzt werden können.

  • Datenbanken 

    Eine der Stärken des Computers ist die Speicherung von Informationen. Dies ge­schieht hauptsächlich in so genannten Datenbanken. Neben dem Speicheraspekt erlauben sie auch vielen Benutzern den Zugriff auf die gespeicherten Informatio­nen. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in diesen Projekten mit der Entwicklung von relationalen Datenbanken und der hier häufig eingesetzten Abfragesprache SQL.

  • Komprimierung 

    Gerade die Speicherung von Musik mit Hilfe der mp3-Technik hat den Bereich der Komprimierung populär gemacht. Es geht um die Fragestellung, wie große Daten­mengen (Filme, Bilder, Musik) auf einem recht kleinen Speichermedium abgelegt werden können. Aber auch bei der Versendung von Informationen durch das Inter­net werden ähnliche Prinzipien zur Datenreduktion verwendet. Neben diesen An­wendungsfeldern beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler auch mit den grundlegenden Ideen und der programmiertechnischen Umsetzung. Auch hierbei werden sehr effiziente Datenstrukturen und Algorithmen benötigt.

Je nach Interessenlage des Kurses können aus diesem breiten Angebot einzelne Berei­che ausgewählt werden.